Глубинный термометр

(51) ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ И.Г (53 (56 СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРОмДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ(71) Уфимский нефтяной институт(57) Изобретение относится к области температурных измерений и поз- -воляет повысить точность измерения при работе с термопреобразователями сопротивления с отрицательнымтемпературным коэффИциентом пу"тем уменьшения погрешности измерения, связанной с нестабильностью параметров элементов термометра. При,подаче на вход интегратора 10 через переключатель 7 ибуферный усилитель 16 напряжения сизмерительной диагонали измерительного моста 3, пропорциональногоизменению сопротивления термопреобразователя, напряжение на его выходе линейно растет до пороговогонапряжения пороговой схемы 15. После срабатывания схемы 15 в течениеинтервала времени 1 , формируемогоформирователем 17, на вход интегратора 10 через переключатель 7, управляемый сигналами с выхода формирователя 17, и буферный усипитель16 подается напряжение с резистора5, что ведет к разряду конденсатора ж12 интегратора. В установившемсярежиме частота сигнала на еьссоде Фор- ее емирователя 17 импульсов Г =АЗ/В 1где АВ - приращение сопротивлениятермопреобраэователя; Б - сопротив- фление термопреобразователя при начальной температуре. 2 ил,Изобретение относится к области температурных измерений, а именно, устройствам для измерения температуры с частотно-импульсным выходным сиг 5 налом, работающим с термопреобразователями сопротивления с отрицательным температурным коэффициентом, и может быть использовано при измерении температуры в нефтяных и газовых скважинах.Цель изобретения - повышение точности измерения при работе с термопреобразователями сопротивления, имеющими отрицательный температурный 15 коэффициент, путем уменьшения погрешности измерения, связанной с нестабильностью параметров элементов термометра.20На фиг. 1 приведена блок-схема глубинного термометра; на Фиг. 2 - временная диаграмма его работы.Термометр содержит источник 1 питания термопреобразователь 2 сопротивления, с отрицательным температурным коэффициентом включенный в одно из плеч измерительного моста 3 в другие плечи которого включены постоянные резисторы 4-6 с со- З 0 противлением В, равным сопротивлению термопреобразователя 2 В при начальной температуре Т , переключатель 7, состоящий из двух ключей 8 и 9, интегратор О на основе операционного усилителя 11 с конденсатором 12 и резисторами 13 и 14, схему 15 сравнения, буферный дифференциальный усилитель 16 и Формирователь 17 импульсов, имеющий генера тор 18 импульсов и триггер 19.Термометр работает следующим образом.При начальной температуре Т, сопротивление термопреобраэователя 2 45 равно сопротивлению резисторов 4-6 и напряжение на измерительной диагонали измерительного моста равно нулю еПри изменении сопротивления термо преобразователя 2 на величину ЬВ вследствие изменения температуры измеряемой среды измерительной диагонали моста возникнет напряжениеЦ дВ 55 где 1 - напряжение питания источника1 питания. Это напряжение через замкнутый ключ 8 (ключ 9 разомкнут) подается на дифференциальный усилитель 16. Выходное напряжение усилителя 16 подается на интегратор 1 О, напряжение которого изменяется по линейному закону1(2)М0где ВиС - соответственно сопротивление и емкость резистора 13 и конденсатора 12интегратора 1 О;К в , коэффициент усиления усилителя 16.По истечении интервала времени(фиг2) выходное напряжение интегратора О достигает некоторого порогОвого уровня 11. При этом срабатывает схема 15 сравнения и запускает формирователь 17 импульсов.При этом замыкается ключ 9, а ключ 8 раз-, мыкается, Ключ 9 замкнут на время 1 . В течение этого интервала времени на вход буферного дифференциального усилителя 16 поступает напряжениеП, (3)2Полярность этого напряжения противоположна полярности напряжения ДБ, вследствие чего напряжение на выходе интегратора уменьшается до момента окончания интервала времени 1 . В момент окончания интервала времени 1, замыкается ключ 8, а ключ 9 размыкается и процесс заряда конденсатора интегратора повторяется.Установившийся режим работы термометра характеризуется уравнением1 1ВСВС- Ь 1. К 1, = .1, К 1, (4)Выходная частота определяется выражением1о (5)Определив из (4) с учетом (2 и 3)значение 1, , получаютдВ(6)2 Б СИз выражения (6) видно, что глу. бинный термометр имеет линейную шкалу в широком диапазоне изменения соКорректор С. Шек писное аж 60 4 37 Зака комитета СССР открытий кая наб д, 4/ Государственно елам изобретени осква, Ж, Ра НИИ по 113035, олиграфическое предприятие, г,. Ужгород, ул. Проектная, 4 оизводственн противления термопреобразователя.На коэффициент преобразования не влияет изменение коэффициента усиления усичлителя, нестабильность постоянной времени интегратора и напряжения источника питания измерительного моста. Глубинный термометр, содержащий термопреобразователь сопротивления, включенный в плечо измерительного резистивного моста, питающая диагональ которого подключена к источнику . 15 питания, интегратор, вход которого соединен с выходом буферного усилителя, а выход через схему сравнения соединен с управляющим входом формирователя импульсов, о т л и ч а - 2 О ю щ и й с я тем, что, с целью повышения Точности измерения при работес термопреобразователями, имеющимиотрицательный температурный коэффициент, путем уменьшения погрешностиизмерения, связанной с нестабильностью параметров элементов термометра, в него введен переключатель,управляющие входы которого соединены с выходами формирователя импульсов, при этом первый вход буферногоусилителя соединен с первой вершиной измерительной диагонали измерительного моста, образованной соединением постоянных резисторов, а второй вход подключен к выходу перещочателя, входы которого соответственно соединены с второй вершинойизмерительной диагонали и вершинойпитающей диагонали измерительногомоста.